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Colloque
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Justin Laroche : Université de Sherbrooke
En 1932, Werner Heisenberg reçu le prix Nobel de physique pour « La création de la
mécanique quantique, dont l’application a mené à la découverte des formes allotropiques
de l’hydrogène. » Ces allotropes, nommés para et ortho-H2, diffèrent seulement dans
l’orientation relative des 2 spins nucléaires. En phase gazeuse, l’interconversion entre les
2 formes est très lente, prenant plusieurs semaines à conditions ambiantes jusqu’à
potentiellement des millions d’années dans le milieu interstellaire. Par la suite, de
nombreux autres isomères de spin nucléaire (ISN), comme la molécule d’eau ou de
méthane, ont pu être étudiés à l’aide de la technique d’isolation en matrice de gaz rares ou,
plus récemment, à l’aide de la « chirurgie moléculaire » permettant d’ouvrir un fullerène
comme le C60 et d’y insérer une molécule pour former un endofullerène. Ces techniques
permettent une étude spectroscopique des ISN en phase condensée, mais qui mimique le
comportement en phase gazeuse du fait des faibles interactions entre la molécule et son
environnement même si les réactions d’isoméries accélèrent à l’ordre de la journée. Une
première étape pour élucider ce mécanisme et cette accélération est de mieux caractériser
et interpréter les spectres expérimentaux et nous présenterons comment la mécanique
quantique permet de simuler la molécule d’eau dans ces environnements de confinement
extrême.
Justin Laroche*, justin.laroche3@usherbrooke.ca, Université de Sherbrooke
Pr Patrick Ayotte, Patrick.Ayotte@usherbrooke.ca, Université de Sherbrooke
Pr Pierre-Nicholas Roy, pnroy@uwaterloo.ca , University of Waterloo
Ce colloque est centré sur le développement de méthodes théoriques et numériques et leur application à la résolution de problèmes chimiques complexes. Les approches impliquées dans ces efforts de modélisation sont généralement basées sur la compréhension détaillée des interactions moléculaires, et diverses méthodes sont mises en œuvre selon l’échelle spatiale des interactions considérées. Cette échelle varie selon les domaines d’application : alors que des méthodes de mécanique et de dynamique quantique sont utilisées pour étudier les propriétés de petites molécules, des approximations classiques sont nécessaires pour l’étude atomistique de systèmes macromoléculaires ou assemblages moléculaires tels que les protéines, micelles, vésicules, membranes biologiques et matériaux divers, sans compter sur l’apport récent de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle, qui est en train de rapidement accroître leur champ d’application. Grâce à l’essor des capacités de calcul, ces diverses approches théoriques et leur implémentation numérique sont devenues des outils de choix pour élucider un nombre croissant de problèmes divers allant des matériaux de pointe au développement de médicaments pour les maladies infectieuses, en passant par la chimie de l’atmosphère et la catalyse enzymatique. Le but de ce colloque s’inscrit résolument dans la logique multidisciplinaire de la modélisation multi-échelles, et vise à mettre en présence étudiants et chercheurs issus de disciplines combinant sciences informatiques, mathématiques, physique, chimie, biochimie et biologie qui utilisent des supercalculateurs et des modèles issus de la physicochimie moléculaire pour l’étude des problèmes les plus variés. Les intervenants invités sont à la pointe du développement de nouvelles méthodes de simulation et des efforts pour élargir leur domaine d’application.
Thème du colloque :
Date :
8 mai 2025
Titre du colloque :
Responsables :
